JP2012182429A5 - 固体撮像装置、及び固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明の固体撮像装置は、光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配され、前記第１領域に配された部分に開口を有する絶縁体と、前記絶縁体に囲まれた配線層と、前記開口の内部、且つ前記開口の内部の前記配線層の上面よりも低い位置まで設けられ、前記第２領域の絶縁体の上に設けられた第１部材と、導電体からなり、前記第２領域の絶縁体の上に設けられた第１部材を貫通し、前記配線層と接続するプラグと、を有する。

また、固体撮像装置の製造方法は、光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配された絶縁体と、前記絶縁体に囲まれた配線層と、を備える固体撮像装置の製造方法であって、前記絶縁体の前記第１領域に配された部分に開口を形成する工程と、前記開口を形成する工程の後に、前記開口の各々の内部、及び前記第２領域の絶縁体の上に第１部材を形成する工程と、前記第１部材のうち前記第２領域の上に配された部分の少なくとも一部を除去してスルーホールを形成しプラグを形成する工程と、を含む。

また、固体撮像装置の製造方法は、光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配され、第１のシリコン窒化膜と、前記第１のシリコン窒化膜の上に設けられた第１のシリコン酸化膜とを含む絶縁体と、前記絶縁体に囲まれ、前記第１のシリコン窒化膜の下に設けられた配線層と、を備える固体撮像装置の製造方法であって、前記絶縁体の前記第１領域に配された部分に開口を形成する工程と、前記開口を形成する工程の後に、前記開口の各々の内部、及び前記第２領域の絶縁体の前記第１のシリコン酸化膜の上に第２のシリコン窒化膜を含む第１部材を形成する工程と、前記第２領域の前記第２のシリコン窒化膜の上に第２のシリコン酸化膜を形成する工程と、前記第２領域において、前記第１のシリコン窒化膜と、前記第１のシリコン酸化膜と、前記第２のシリコン窒化膜と、前記第２のシリコン酸化膜とが配された部分の一部を除去して前記配線層を露出させるスルーホールを形成する工程と、を含み、前記スルーホールを形成する工程は、前記第１のシリコン窒化膜に開口を形成する工程と、前記第１のシリコン酸化膜に開口を形成する工程と、前記第２のシリコン窒化膜に開口を形成する工程と、前記第２のシリコン酸化膜に開口を形成する工程とを有する。

Claims (16)

1. 光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、
   前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配され、前記第１領域に配された部分に開口を有する絶縁体と、
   前記絶縁体に囲まれた配線層と、
   前記開口の内部、且つ前記開口の内部の前記配線層の上面よりも低い位置まで設けられ、前記第２領域の絶縁体の上に設けられた第１部材と、
   導電体からなり、前記第２領域の絶縁体の上に設けられた第１部材を貫通し、前記配線層と接続するプラグと、を有する固体撮像装置。
2. 前記開口は前記光電変換部の上に対応して位置し、
   前記第１部材は、前記絶縁体よりも高い屈折率を有し、前記絶縁体と導波路を構成していることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第１部材の上に絶縁膜が設けられ、
   前記プラグは前記第１部材と共に前記絶縁膜を貫通し、
   前記プラグの上であって、前記絶縁膜の上に別の配線層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記別の配線層の少なくとも一部を覆う平坦化層を有することを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 前記平坦化層の上にカラーフィルター及びマイクロレンズが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
6. 前記絶縁体は複数の絶縁膜からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 更に、前記開口の内部で、前記第１部材の上に設けられた第２部材を有し、
   前記プラグは前記第１部材と共に第２部材を貫通していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
8. 前記第２領域において、
   前記絶縁体の上面は平坦であり、前記第１部材の上面も平坦であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 前記第１部材は、シリコン窒化膜を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
10. 光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、
    前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配された絶縁体と、
    前記絶縁体に囲まれた配線層と、を備える固体撮像装置の製造方法であって、
    前記絶縁体の前記第１領域に配された部分に開口を形成する工程と、
    前記開口を形成する工程の後に、前記開口の各々の内部、及び前記第２領域の絶縁体の上に第１部材を形成する工程と、
    前記第１部材のうち前記第２領域の上に配された部分の少なくとも一部を除去してスルーホールを形成しプラグを形成する工程と、を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
11. 前記第１部材を形成する工程は、前記第１部材の上面の平坦化処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置の製造方法。
12. 前記プラグを形成する工程の前に、前記第１部材の上に、前記第１部材とは異なる材料の絶縁膜を形成する工程を有し、
    前記プラグを形成する工程において、前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の固体撮像装置の製造方法。
13. 光電変換部が設けられた第１領域、及び前記光電変換部からの信号を処理する信号処理回路が設けられた第２領域を含む半導体基板と、
    前記半導体基板の前記第１領域、及び前記第２領域に配され、第１のシリコン窒化膜と、前記第１のシリコン窒化膜の上に設けられた第１のシリコン酸化膜とを含む絶縁体と、前記絶縁体に囲まれ、前記第１のシリコン窒化膜の下に設けられた配線層と、を備える固体撮像装置の製造方法であって、
    前記絶縁体の前記第１領域に配された部分に開口を形成する工程と、
    前記開口を形成する工程の後に、前記開口の各々の内部、及び前記第２領域の絶縁体の前記第１のシリコン酸化膜の上に第２のシリコン窒化膜を含む第１部材を形成する工程と、
    前記第２領域の前記第２のシリコン窒化膜の上に第２のシリコン酸化膜を形成する工程と、
    前記第２領域において、前記第１のシリコン窒化膜と、前記第１のシリコン酸化膜と、前記第２のシリコン窒化膜と、前記第２のシリコン酸化膜とが配された部分の一部を除去して前記配線層を露出させるスルーホールを形成する工程と、を含み、
    前記スルーホールを形成する工程は、前記第１のシリコン窒化膜に開口を形成する工程と、前記第１のシリコン酸化膜に開口を形成する工程と、前記第２のシリコン窒化膜に開口を形成する工程と、前記第２のシリコン酸化膜に開口を形成する工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
14. 前記第２のシリコン窒化膜に開口を形成する工程よりも前記第１のシリコン窒化膜に開口を形成する工程において、還元性ガスを増やす、酸化性ガスを減らす、又は、還元性ガスを増やし酸化性ガスを減らすことを特徴とする請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
15. シリコン酸化膜のエッチング速度をＡとし、シリコン窒化膜のエッチング速度をＢとした場合に、
    前記第１のシリコン酸化膜に開口を形成する工程におけるＡ／Ｂは、前記第２のシリコン酸化膜に開口を形成する工程におけるＡ／Ｂよりも小さいことを特徴とする請求項１３または１４に記載の固体撮像装置の製造方法。
16. 前記スルーホールを形成する工程の前に、フォトレジストパターンを形成する工程を有し、
    前記第１のシリコン酸化膜に開口を形成する工程と前記第２のシリコン窒化膜に開口を形成する工程と前記第２のシリコン酸化膜に開口を形成する工程の後で、前記第１のシリコン窒化膜に開口を形成する工程の前に、前記フォトレジストパターンを除去する工程を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。